专利名称：在使挂车稳定时考虑司机控制反应的方法和装置的制作方法
背景技术：
本发明涉及按DE 199 64 048 A1所述的用于稳定一种道路运输车辆的方法和装置。
在DE 199 64 048 A1中对于道路运输车辆、尤其是一种轿车连同一个由该轿车牵拉的挂车实行左右晃动的监测。在识别一种左右晃动时车辆自动记住了一种侧滑力矩，它与左右晃动基本是反相的。
独立权利要求的前序中的特征取自于199 64 048 A1。
发明内容
本发明涉及一种用来使一种由道路运输车辆牵拉的挂车的左右晃动实现减振的装置，该装置包括—左右晃动的探测机构，用这种机构可以根据一种其中包括了至少一个描述车辆横向动力情况的数值来识别挂车的左右晃动及其强度，和—左右晃动减振机构，用这种机构可以在超过一个强度极限值时，通过左右晃动的强度根据与司机无关的在车辆上的制动作用和/或发动机转矩的与司机无关的反馈而对所述左右晃动进行减振。
本发明的特定技术特征在于，另外—还有转向角分析机构，用这种机构可以由转向角随时间的变化求出至少一个特征参数，而且—在超过强度极限值时通过左右晃动的强度进行减振，所述极限值取决于所求出的特征参数。
由于转向角的变化代表了司机的愿望，因此可以使左右晃动减振适应于先前的司机行为特性。对于其中至少包括有一个描述车辆横向动力情况的数值来说，尤其可以是指一种组合的数值，其中既包括一个描述车辆横向动力特性的数值，也包括一个司机愿望的数值。
本发明的一种优选方案的特征在于，这样来设计转向角分析机构，使得至少根据这样所求得的特征参数在—司机的一种现有的慌乱的控制反应和—一种由司机有意识地实施的行驶手段之间进行区分，而且—所述强度极限值取决于司机是有一种慌乱的控制反应还是一种有意识地实施的行驶手段。
尤其是在一种识别为有意识地实施的行驶手段时，应该是有经验的车辆司机能够通过自身的驾驶能力使挂车保持稳定(“开车乐趣”)。
本发明的一种优选的设计方案的特征在于当所获得的特征参数超过一个特征参数阈值时，识别司机的一种存在的慌乱控制。
本发明的一种优选方案的特征在于，所述特征参数阈值取决于车辆纵向速度。因此就可以在低速范围内将一个宽的空间让给司机的能力，而在高速时则更可能使与司机无关的稳定作用得以实现。
本发明的一种优选方案的特征在于，只有左右晃动的强度附加地随时间增强、或者说具有一种振幅加大的振动时，那才能判断司机的慌乱的驾驶反应。
左右晃动强度的增长是司机不能由自身力量成功地平衡住挂车的一个标志。
本发明的一个优选方案的特征在于，若断定司机有慌乱的驾驶反应，那就比在一个断定为由司机有意识地实施的行驶手段时选择一种较小的强度极限值。这样就确保了在司机慌乱时迅速使稳定装置起作用。
本发明的一种优选方案的特征在于，设有一个低通滤波器，通过此滤波器使特征参数在它们继续加工处理之前就进行滤波。因而滤除了高频的干扰影响。
本发明的一种优选方案的特征在于，—只有当至少在每个时间单元内转向角的变化超过了一个预先规定的极限值时，才进行一种转向角分析，而且—对于不进行转向角分析的情况，强度极限值则设为一个规定的标准值。
转向角分析在控制仪器里(例如在行驶动力学调节器的控制仪器里)消耗了计算时间。因此有利的是只有当存在有司机的一种重大的控制反应的标志时，才进行转向角分析。
本发明的一种优选方案的特征在于，只有当附带地使所述左右晃动的强度超过了一个可预先规定的极限值时，才进行转向角分析。因而也就避免了不必要的转向角分析。
本发明的一种优选方案的特征在于，根据在车辆的低通滤波过的实际侧滑速度和名义侧滑速度之间的差求出左右晃动的强度。
本发明的一种优选方案的特征在于，名义侧滑速度根据一个单道模型(Einspurmodel)求出。这在数学上可以方便地而且因此在编程技术上方便地进行变换。
本发明包括一种使一个由道路运输车辆牵拉的挂车的左右晃动实现减振的方法，其中—根据一种在其中包含有至少一个描述车辆横向动力特性的数值来识别挂车的一种左右晃动及其强度，以及—在超过一个强度极限值时，通过左右晃动的强度、根据与司机无关的在车辆中的制动参与作用和/或发动机转矩的与司机无关的反馈来对左右晃动进行减振，其特征在于，—由转向角随时间的变化求出至少一个特征参数，而且—在超过强度极限值时通过左右晃动的强度进行减振，所述极限值取决于所求出的特征参数。
按照本发明的装置的优选方案，当然也表现为按照本发明的方法的有利方案，反之亦然。
附图包括图1和图2。
图1表示了整个系统的构造。
图2表示了对于转向角的分析。
具体实施例方式
当车辆挂有挂车时，例如受侧向风的影响会产生左右晃动，其中挂车围绕其垂直轴线左右晃动，并通过挂车连接机构也使牵引车激发振动。若车辆速率vFz
—低于所谓临界速度vFzkrit(vFz＜vFzkrit)，那么振动就衰减了，—当vFz＝vFzkrit时就不衰减，—若大于临界速度(vFz＞vFzkrit)，那就激发了振动，也就是说共振幅度或强度增大。
临界速度vFzkrit的值更确切地说取决于车辆和挂车的几何数据-如轴矩、牵引杆长度，取决于车辆和挂车的质量和侧偏惯性矩并且取决于轴的侧偏刚度。在载重车的挂车时它通常为90-130km/h。为了识别出带挂车的车辆的左右晃动，要求出在已准备好的(尤其是低通滤波过的)侧滑速度vGiF和由司机设定(转向角、车辆纵向速度)所形成的名义侧滑速度vGiSoAck之间的差。此外还要考虑在进行稳定作用时的转向角，以便在司机有目标的控制运动时并不过于敏感地参与作用。因此对司机的控制运动进行分析，以便在慌乱的控制反应时提前进行挂车的稳定化，并因此有利于提高安全性。司机愿望根据司机的控制运动和由此导出的数值进行分析和评定。与之有关地使稳定机构参与作用。这样就可以一方面及时地识别司机的慌乱状况并根据情况使必需要的稳定装置参与作用，另一方面使对于减振作用的触发尽可能好地适应于特殊的驾驶手段。因而这种方法有助于在驾驶有挂车的车辆时提高安全性，增加舒适性。
转向角运动的分析根据图2所示加以说明。
在方块201里对司机的控制运动的—转向角Lw，—转向角的变化(单位时间里)以及—控制运动的持续时间进行分析。由此形成了一个特征参数KoLw。该特征参数在方块202里用一个低通进行滤波并由此得出经滤波的特征参数KoLwF。
根据过滤的数值KoLwF以及可选择的其它参数在方块203和204里进行各种不同的行驶状况的识别。在图2中例如只是画出了两个方块(203和204)，当然也可以只是一个方块或者多于两个方块，如在方块203和204之间在垂直方向上用点(“…”)所表示出的那样。
在方块203里根据数值KoLwF识别司机的一种慌乱的控制运动或者说司机的控制反应。在这种情况下通过与司机无关的制动作用使挂车的左右晃动得到衰减是绝对必要的。司机的一种慌乱的控制反应如下来识别数值KoLwF超过了一个(可选择地取决于车辆纵向速度)阈值。除了这种阈值超过之外还可以提出来其它条件，例如象一个侧向速度阈值或者挂车左右晃动的增大的振幅。
由所述的对转向角变化的分析，除了可以识别慌乱之外还可以探测到其它的行驶情况，例如象另一个带有稍有左右晃动的挂车的车辆发生超车，并且根据这种信息使左右晃动逻辑的释放阈值和参与作用的开通相适应，以便阻止不必要的参与作用。
在204里识别到超车手段。例如车辆在一个多车道道路上向左偏离行驶，以后又向右驶入原车道。在这种情况下与司机无关的制动作用是不受欢迎的(当然只要所述挂车左右晃动的强度不超过一个预先规定的阈值的话)。
在另外一个(未示出的)方块里例如可以识别出司机通过熟练的控制手段自动地并且内行地控制克服挂车的振动。在这种情况下同样也不需要所述与司机无关的制动作用。
方块203和204(以及选择的其它方块)的输出信号继续传送至方块205，在该方块里将与司机无关的参与作用执行到制动系统里(轮子单独的制动作用)和/或发动机控制(发动机转矩的反馈)。
方块203和204为了用来识别各自的状况，除了提供数值KoLwF之外当然还有其它数值(例如车辆纵向速度vFz或低通滤波的侧滑速度(vGiF)。
只有当通过方块201的入口206对分析进行开通时，才在方块201里进行转向角变化的分析。为此例如可以考察转向角梯度。为了避免在平静下来的转向角变化时太快地继续进行慌乱识别，利用了一个与释放阈值不同的用于中止转向角分析和阻止慌乱识别的极限值(以及在一定情况下其它的条件，如一个第二侧滑速度阈值)。
图1表示了将在图2中所示的装置嵌入在一个较大的系统里。此时在方块130里就是指图2中所示的系统。
在图1的方块100里形成了在实际侧滑率vGiF和名义侧滑率vGiSoAck之间的差。名义侧滑率vGiSoAck在方块102里由输入值Lw(＝转向角或转向轮角)以及vFz(＝车辆纵向速度)所形成。根据数值vGiF-vGiSoAck随时间的变化在方块101里求出，看挂车是否有一种侧滑运动(它传递至车辆的侧滑运动)。此时对差值vGiF-vGiSoAck随时间周期性的或者几乎是周期性的复原的构造进行试验。对此适合的是所谓子波变换。子波变换的另一种可选方案。从原理上也可以考虑应用傅立叶变换，然而其编程技术方面的转换具有存储位需求较高这样的缺点(在子波变换时可以实现很高的数据压缩率)。
方块101的输出信号继续传输至方块103。在那里根据转向角(和选择的其它附带的信号)决定开通与司机无关的措施用于使挂车保持稳定。同时尤其考虑了发动机转矩的反馈(出口104)或轮子单独的制动参与作用(出口105)。
权利要求
1.用于使一个由道路运输车辆所牵拉的挂车的左右晃动实现减振的装置，—它具有左右晃动的探测机构(101)，使用该机构可以根据一种其中包括了至少一个描述车辆横向动力学情况的数值(vGiF)的数值(vGiF-vGiSoAck)来识别挂车的左右晃动及其强度，而且—具有左右晃动减振机构，使用该机构可以在超过一个强度极限值时通过左右晃动的强度根据与司机无关的发动机转矩的反馈(104)和/或与司机无关的在车辆上的制动参与作用(105)对左右晃动进行减振，其特征在于，另外—还有转角分析机构(201)，使用该机构可以由转向角(Lw)随时间的变化求出一个特征参数(KoLw)，并—在超过强度极限值时通过左右晃动的强度进行左右晃动的减振，这种极限值取决于所求出的特征参数(KoLw)。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，这样设计所述转角分析机构(201)，使得至少根据以此所求出的特征参数(KoLw)在—司机的一种存在有的慌乱的控制反应和—一种由司机有意识地实施的行驶手段之间进行区分，而且—强度极限值取决于司机是有一种慌乱的控制反应还是有一种司机有意识地实施的行驶手段。
3.按权利要求2所述的装置，其特征在于，当求出的特征参数值(KoLw)超过一个特征参数阈值时，才判断司机的慌乱控制反应。
4.按权利要求3所述的装置，其特征在于，所述特征参数阈值取决于车辆纵向速度(vFz)。
5.按权利要求2所述的装置，其特征在于，只有当左右晃动的强度附加地随时间而增大时，才能判断司机的慌乱控制反应。
6.按权利要求2所述的装置，其特征在于，当识别出司机的慌乱控制反应时，就选择比识别出司机自觉地实施了行驶手段时更小的强度极限值。
7.按权利要求1所述的装置，其特征在于，—有一个低通滤波器，通过该滤波器可以在继续加工处理之前对特征参数(KoLw)进行滤波。
8.按权利要求1所述的装置，其特征在于，—只有当至少单位时间内的转向角的变化超过了一个预定极限值时，才会进行转向角分析，而且—对于不进行转向角分析的情况来说，强度极限值设定为一个预先规定的标准值。
9.按权利要求8所述的装置，其特征在于，—只有当附带地所述左右晃动的强度超过一个可预定的极限值时，才进行转向角分析。
10.按权利要求1所述的装置，其特征在于，所述左右晃动的强度根据在车辆的经低通滤波的实际侧滑速度(vGiF)和名义侧滑速度(vGiSoAck)之间的差来求出。
11.按权利要求8所述的装置，其特征在于，名义侧滑速度(vGiSoAck)根据一种单道模型求出。
12.用于使一个由一辆道路运输车辆所牵拉的挂车的左右晃动进行减振的方法，其中—根据一种在其中包含有至少一个描述车辆横向动力学特性的数值(vGiF-vGiSoAck)来识别挂车的一种左右晃动及其强度，而且—在超过一个强度极限值时通过左右晃动的强度根据与司机无关的在车辆中的制动参与作用(105)和/或发动机转矩的与司机无关的反馈(104)来对左右晃动进行减振，其特征在于，—由转向角(Lw)随时间的变化求出至少一个特征参数(KoLw)，而且—在超过强度极限值时通过左右晃动的强度进行减振，这种强度极限值取决于所求出的特征参数(KoLw)。
全文摘要
本发明涉及一种用来使一个由道路运输车辆所牵拉的挂车的左右晃动实现减振的装置，它具有左右晃动的探测机构，用该机构可以根据一种其中包括至少一个描述车辆横向动力情况的数值来识别挂车的左右晃动及其强度，和左右晃动减振机构，用该机构可以在超过一个强度极限值时通过左右晃动的强度根据与司机无关的在车辆上的制动作用和/或发动机转矩的与司机无关的反馈对左右晃动进行减振，本发明的核心在于，另外还有转向角分析机构，用该机构可以由转向角随时间的变化求出至少一个特征参数，并在超过强度极限值时通过左右晃动的强度进行左右晃动的减振，所述极限值取决于所求出的特征参数。
文档编号B60T8/1755GK1597411SQ20041007878
公开日2005年3月23日 申请日期2004年9月17日 优先权日2003年9月18日
发明者G·嫩宁格尔 申请人:罗伯特-博希股份公司